榮坤鑫

(日照市消防支隊(duì)，山東 日照 276800)

0 引 言

城市化發(fā)展速度的提升，使我國建筑市場(chǎng)內(nèi)高層建筑，無論在數(shù)量上，或是在規(guī)模上，都呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。盡管這一發(fā)展趨勢(shì)為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┝烁恿己玫沫h(huán)境，但高層建筑在實(shí)際應(yīng)用中也存在一些不足。其中最明顯的不足是此類建筑由于層數(shù)過高，一旦在此過程中出現(xiàn)安全事故，不僅會(huì)對(duì)財(cái)產(chǎn)安全造成負(fù)面影響，也會(huì)對(duì)居住在建筑中的群體個(gè)人生命安全造成威脅[1]。因此，本文將以高層建筑作為案例，對(duì)此類建筑的消防安全管理存在的不足展開深入分析，并以此為依據(jù)，制定對(duì)應(yīng)的消防安全管理方案。

1 高層建筑消防安全管理現(xiàn)狀

從四個(gè)角度，探索高層建筑在消防安全管理工作中存在的不足。

(1) 高層建筑消防安全設(shè)計(jì)存在不合理的缺陷。高層結(jié)構(gòu)建筑從立項(xiàng)設(shè)計(jì)到交房使用，其中涉及的環(huán)節(jié)較多，每個(gè)施工作業(yè)環(huán)境都需要嚴(yán)格按照建筑防火等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。然而在實(shí)際設(shè)計(jì)或施工中，會(huì)受到多種主觀因素、外界因素、市場(chǎng)因素與客觀因素的影響，導(dǎo)致建筑在設(shè)計(jì)不同功能分區(qū)時(shí)，存在一些天然性的消防安全隱患(安全隱患大多潛藏在高層建筑中隱蔽性工程內(nèi))[2]。此種隱患的體現(xiàn)方式包括：幕墻結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)，幕墻部位與建筑地板之間預(yù)留了一定的空間，這一空間沒有做好阻燃性材料在其中的填充；為了滿足建筑的藝術(shù)性設(shè)計(jì)或在進(jìn)行建筑裝飾美化設(shè)計(jì)時(shí)，沒有按照建筑消防標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施工作，導(dǎo)致建筑內(nèi)一些消防結(jié)構(gòu)與內(nèi)在的防火部位遭到破壞；在進(jìn)行建筑內(nèi)管道、空調(diào)等部位的消防設(shè)計(jì)時(shí)，沒有采取有效措施進(jìn)行結(jié)構(gòu)封堵設(shè)計(jì)；建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)使用了大量的可燃性或助燃性材料，這些問題都是由于高層建筑在設(shè)計(jì)中，沒有做好施工管理所導(dǎo)致。

(2) 高層建筑物業(yè)消防管理不到位。為了提升高層建筑安全等級(jí)，優(yōu)化建筑防火能力，開放商會(huì)采用招標(biāo)物業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行建筑或小區(qū)的消防與安全管理。但在實(shí)際工作中，物業(yè)單位只會(huì)關(guān)注小區(qū)內(nèi)是否所有人員都按時(shí)繳納了物業(yè)費(fèi)，沒有注意到建筑樓道堆放的大量雜物是否會(huì)堵塞人們的安全通道。因此，物業(yè)在進(jìn)行高層建筑消防安全管理時(shí)，針對(duì)業(yè)主在樓道內(nèi)放置的一些雜物，沒有采取對(duì)應(yīng)的措施督促業(yè)主對(duì)其進(jìn)行處理[3]。物業(yè)方也僅配備了少量的安保人員進(jìn)行建筑隸屬小區(qū)的安全管理，根本沒有配備專業(yè)的消防安全人員進(jìn)行小區(qū)消防安全的流動(dòng)監(jiān)視。許多在小區(qū)內(nèi)的安保人員也只是一些具有簡(jiǎn)單生產(chǎn)常識(shí)的老年人，在此種條件下，一旦建筑出現(xiàn)火災(zāi)事故，安保人員根本無法參與救援或協(xié)助人員疏散工作，這一做法已在很大程度上影響或降低了消防安全管理工作的水平與質(zhì)量。

(3) 建筑周邊消防疏通場(chǎng)地被占用問題十分嚴(yán)重。為了確保高層建筑在出現(xiàn)火災(zāi)安全事故時(shí)，消防人員可以在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)，或及時(shí)地進(jìn)行火災(zāi)救援，每個(gè)高層建筑在設(shè)計(jì)階段，都會(huì)再在其周邊設(shè)置專用的消防安全通道，為消防車或滅火作業(yè)預(yù)留空白場(chǎng)地[4]。但在高層建筑竣工實(shí)際投入使用后，由于此區(qū)域或場(chǎng)地根本沒有設(shè)置明顯的安全標(biāo)志，導(dǎo)致建筑周邊的消防安全通道完全被私家車占用。而在此種情況下，一旦出現(xiàn)高層建筑火災(zāi)事件，便會(huì)出現(xiàn)消防車沒有通道進(jìn)入的問題，此種問題對(duì)建筑消防安全造成的后果是不堪設(shè)想的。

(4) 高層建筑居民自身消防安全意識(shí)薄弱導(dǎo)致消防安全管理工作執(zhí)行受阻。居民住戶為了滿足個(gè)人生活需求，會(huì)在裝修時(shí)，私自整改電路，增加大量的大功率家電，導(dǎo)致線路超出其運(yùn)行負(fù)荷，從而出現(xiàn)輸電線路被燒毀或短路的危險(xiǎn)。同時(shí)，部分建筑居民在生活中缺乏天然氣安全使用常識(shí)，私自移動(dòng)或改裝家用灶具，導(dǎo)致建筑存在消防安全隱患。

無論上述提出的任意一個(gè)問題，都會(huì)造成建筑消防安全隱患，倘若不及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行隱患處理與建筑安全排查，會(huì)增加建筑火災(zāi)事故的發(fā)生概率。因此，要提高建筑消防安全等級(jí)，應(yīng)加大對(duì)建筑消防安全的管理，做好對(duì)安全隱患的排查與處理，為消防車、消防設(shè)施預(yù)留安全通道，確保專業(yè)消防人員可以及時(shí)到火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行滅火、救援與安全疏散工作。

2 對(duì)策探析

2.1 構(gòu)建高層建筑消防安全管理BIM平臺(tái)

通過上述論述，在明確當(dāng)前高層建筑消防安全管理當(dāng)中存在的問題后，針對(duì)其提出相應(yīng)的對(duì)策。首先，從實(shí)現(xiàn)消防安全管理的技術(shù)化角度出發(fā)，構(gòu)建高層建筑消防安全管理BIM平臺(tái)[5]。應(yīng)用AutoDesk Revit軟件完成對(duì)高層建筑三維BIM模型的構(gòu)建，并根據(jù)建筑設(shè)計(jì)圖紙完成對(duì)其建模。在建模過程中，應(yīng)用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)信息的采集和錄入，并結(jié)合管理的不同階段以及不同需要，對(duì)模型的深度進(jìn)行調(diào)整，以此實(shí)現(xiàn)從二維到三維的轉(zhuǎn)換。圖1為高層建筑消防安全管理BIM平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖。

圖1 高層建筑消防安全管理BIM平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

按照?qǐng)D1中的結(jié)構(gòu)完成對(duì)高層建筑消防安全管理BIM平臺(tái)的搭建，同時(shí)，在搭建的過程中，應(yīng)當(dāng)將各類建筑信息與消防信息相融合，并以此實(shí)現(xiàn)從三維到四維的轉(zhuǎn)變。結(jié)合數(shù)據(jù)化處理方式，將現(xiàn)有消防安全管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)锽IM模型當(dāng)中所需的數(shù)據(jù)格式，并通過三維幾何數(shù)據(jù)的算法分析和處理，以此完成對(duì)高層建筑BIM模型的全面拓展[6]。針對(duì)各類消防安全管理所需信息進(jìn)行錄入時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分遵循IFC標(biāo)準(zhǔn)，并關(guān)聯(lián)在高層建筑BIM模型當(dāng)中。同時(shí)，圖1中平臺(tái)結(jié)構(gòu)的各個(gè)層次都需要完成相應(yīng)的功能[7]。其中，數(shù)據(jù)層主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)各類消防安全管理信息的存儲(chǔ)和提取為了實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，建立與BIM模型相關(guān)的數(shù)據(jù)模型，并實(shí)現(xiàn)相互之間的映射，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)模型關(guān)系的有效轉(zhuǎn)換。模型層主要是通過引入BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類消防安全數(shù)據(jù)的集成，在基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)消防安全數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、集成以及保存，并將最終完成上述操作的數(shù)據(jù)信息以3D的形式展現(xiàn)[8]。在應(yīng)用層當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)對(duì)BIM應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的融合并以此實(shí)現(xiàn)信息的共享，并方便管理用戶對(duì)信息進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、維修和管理。

2.2 主動(dòng)防火模式與被動(dòng)防火模式自動(dòng)切換

在上述高層建筑消防安全管理BIM平臺(tái)的基礎(chǔ)上，對(duì)防火的模式進(jìn)行自動(dòng)切換，防火模式包括主動(dòng)和被動(dòng)兩種，如圖2所示。

圖2 主動(dòng)防火模式與被動(dòng)防火模式

圖2中主動(dòng)防火模式的具體思路為：在高層建筑內(nèi)部安裝各類消防設(shè)施，以此能夠在火災(zāi)發(fā)生早期將其威脅范圍和程度減低到最低，例如安裝報(bào)警裝置、防煙排煙裝置、自動(dòng)滅火裝置等。被動(dòng)防火模式的具體思路為：在高層建筑施工前，對(duì)各類建筑材料提出防火性能的相關(guān)要求，并完成對(duì)防火分區(qū)、消防通道等內(nèi)容的設(shè)計(jì)，其主要作用是實(shí)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生后，對(duì)煙氣以及火勢(shì)蔓延的有效控制，促進(jìn)高層建筑整體防火性能的提升。除此之外，在實(shí)現(xiàn)對(duì)主動(dòng)防火模式和被動(dòng)防火模式的自動(dòng)切換時(shí)，還需要完成碰撞檢測(cè)。高層建筑在初期設(shè)計(jì)階段到最終的后期運(yùn)維階段，共需要經(jīng)歷多個(gè)不同環(huán)節(jié)，并且需要由建筑、結(jié)構(gòu)和水暖電等多個(gè)專業(yè)共同協(xié)作完成，因此這一過程本身具有較大困難性。同時(shí)，由于各個(gè)專業(yè)幾何關(guān)系復(fù)雜，管線排布錯(cuò)綜復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)方案當(dāng)中極有可能出現(xiàn)沖突或阻礙問題。針對(duì)這一問題，將各個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)方案相關(guān)信息導(dǎo)入到BIM模型當(dāng)中，利用AutoDesk Revit軟件完成對(duì)各個(gè)管線排布的碰撞檢測(cè)，從而避免管線布局上的沖突問題影響到防火性能。

2.3 制定高層建筑消防預(yù)案

為實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑消防安全管理各類資源的合理配置，在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，還需要完成對(duì)其消防預(yù)案的制定。圖3為高層建筑消防預(yù)案管理流程示意圖。

圖3 高層建筑消防預(yù)案管理流程示意圖

按照?qǐng)D3所示的流程生成高層建筑消防預(yù)案。消防應(yīng)急預(yù)案的主要目的是實(shí)現(xiàn)高層建筑中人員的快速疏散，并實(shí)現(xiàn)更有效地火災(zāi)救援。在設(shè)置消防員時(shí)，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合各個(gè)建筑物的防火分區(qū)、消防設(shè)施以及構(gòu)建防火等級(jí)等信息進(jìn)行分析和處理，并以此制定救援計(jì)劃以及相關(guān)管理工作。傳統(tǒng)高層建筑消防預(yù)案的制定通常是將CAD圖紙作為依據(jù)，在相應(yīng)的二維模擬軟件當(dāng)中完成對(duì)建筑模型的建立，并結(jié)合相關(guān)結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)對(duì)預(yù)案當(dāng)中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。但這種方法既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，并且對(duì)于后期施工、運(yùn)營維護(hù)等都會(huì)造成極大影響。針對(duì)這一問題，嘗試引入BIM技術(shù)，按照?qǐng)D3所示的流程完成高層建筑消防應(yīng)急預(yù)案的設(shè)計(jì)，首先對(duì)高層建筑信息進(jìn)行快速抓取，在基于平面圖、防火分區(qū)圖的基礎(chǔ)上，將其導(dǎo)入到AutoDesk Revit軟件當(dāng)中實(shí)現(xiàn)三維展現(xiàn)，以此提高 預(yù)案現(xiàn)場(chǎng)決策的精度。除此之外，在BIM模型當(dāng)中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)具體火災(zāi)的模擬，以此能夠結(jié)合不同火災(zāi)場(chǎng)景的設(shè)置得到更準(zhǔn)確的模擬結(jié)果，為應(yīng)急預(yù)案的制定提供滅火救援和人員疏散的方案。除此之外，針對(duì)高層建筑不同階段，可對(duì)BIM模型的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并結(jié)合參數(shù)的變化對(duì)其火災(zāi)載荷進(jìn)行計(jì)算，并不需要重新建立新的模型以及重新設(shè)定新的參數(shù)，以此能夠進(jìn)一步降低模型在設(shè)計(jì)和構(gòu)建過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性，確保消防應(yīng)急預(yù)案制定的準(zhǔn)確性。除此之外，為了能夠在消防安全管理的過程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)逃生的模擬。嘗試在BIM模型當(dāng)中導(dǎo)入專業(yè)的逃生分析軟件，并結(jié)合高層建筑的真實(shí)信息以及建筑物內(nèi)不同人群的逃生能力，針對(duì)緊急情況發(fā)生時(shí)的逃生路線、逃生時(shí)間等進(jìn)行模擬。結(jié)合得到的模擬結(jié)果，對(duì)高層建筑消防應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行優(yōu)化。

3 對(duì)比分析

下述將選擇某高層建筑小區(qū)作為此次對(duì)比實(shí)驗(yàn)的工程實(shí)例，對(duì)本文設(shè)計(jì)的消防安全管理方案可行性進(jìn)行檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前，對(duì)建筑開發(fā)商進(jìn)行建筑概況與相關(guān)信息的針對(duì)性獲取，具體內(nèi)容見表1。

表1 某高層建筑小區(qū)概況

掌握該小區(qū)的相關(guān)信息后，按照本文設(shè)計(jì)的消防安全管理方案，對(duì)小區(qū)進(jìn)行全面整改。完成整改后，對(duì)建筑出現(xiàn)火災(zāi)事故后，單位時(shí)間內(nèi)可以疏散的群體數(shù)量作為對(duì)比指標(biāo)(/消防安全系數(shù))，對(duì)比整改后的小區(qū)高層建筑是否具有足夠的消防安全性。其中，消防安全系數(shù)計(jì)算公式如下：

(1)

式中：B為消防安全系數(shù)，即建筑出現(xiàn)火災(zāi)事故后單位時(shí)間內(nèi)可以疏散的群體數(shù)量；χ為火災(zāi)事故發(fā)生中，單股人流的有效寬度；T為安全疏散時(shí)間；R為1 min內(nèi)疏散的人流寬度。計(jì)算整改前后，小區(qū)高層建筑在發(fā)生火災(zāi)事故后，可以有效疏散的群體數(shù)量。具體內(nèi)容見表2。

表2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從上述對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，設(shè)計(jì)后建筑在單位時(shí)間內(nèi)有效疏散人數(shù)>設(shè)計(jì)前建筑在單位時(shí)間內(nèi)有效疏散人數(shù)，證明此次設(shè)計(jì)可以提升建筑在出現(xiàn)火災(zāi)安全事故后的疏散能力。以此種方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑消防安全等級(jí)的全面提升，解決高層建筑居住群體個(gè)人財(cái)產(chǎn)安全與生命安全受到的威脅問題，為社會(huì)的和諧發(fā)展提供幫助。

4 結(jié)束語

本文開展了高層建筑消防安全管理方案的設(shè)計(jì)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明此次設(shè)計(jì)可以提升建筑在出現(xiàn)火災(zāi)安全事故后的疏散能力。以此種方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑安全等級(jí)的全面提升，解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的不足，為居住在建筑內(nèi)的群體安全提供進(jìn)一步的生命安全保障與財(cái)務(wù)安全保障。